KR101924294B1 - Stator used for motor, motor and ventilation cooling method for motor - Google Patents

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Abstract

모터에 사용되는 고정자, 모터 및 모터의 환기 냉각 방법. 고정자는 집중 권선들(11, 12, 13)을 포함하고, 적어도 2개의 웨지 블록들(41-48)은 인접하는 집중 권선들(11, 12, 13) 사이의 갭들에 배치된다. 적어도 2개의 웨지 블록들(41-48)은 집중 권선들(11, 12, 13) 상에 엇갈리게 배치되어 제1 환기 통로를 형성한다. 따라서, 집중 권선들(11, 12, 13)은 효과적으로 냉각될 수 있고, 집중 권선들(11, 12, 13)은 적어도 2개의 웨지 블록들(41-48)에 의해 원주 방향으로 효과적으로 구속되고, 모터의 서비스 수명이 더욱 길어지고, 모터의 신뢰성이 향상된다.Stator used in motors, ventilation cooling method of motors and motors. The stator includes concentric windings 11, 12 and 13 and at least two wedge blocks 41-48 are disposed in gaps between adjacent concentric windings 11, 12 and 13. At least two wedge blocks 41-48 are disposed staggered on the central windings 11, 12, 13 to form a first ventilation passageway. Thus, the central windings 11, 12 and 13 can be effectively cooled and the central windings 11, 12 and 13 are effectively restrained in the circumferential direction by at least two wedge blocks 41-48, The service life of the motor becomes longer, and the reliability of the motor improves.

Description

모터에 사용되는 고정자, 모터 및 모터의 환기 냉각 방법{STATOR USED FOR MOTOR, MOTOR AND VENTILATION COOLING METHOD FOR MOTOR} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator, a motor,

본 출원은 전기 기계용 고정자, 전기 기계 및 그 환기 및 냉각 방법에 관한 것으로, 특히 집중 권선에 기초한 영구 자석 기계의 고정자 및 그 환기 및 냉각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stator for an electric machine, an electric machine and its ventilation and cooling method, and more particularly to a stator of a permanent magnet machine based on a concentrated winding, and to a ventilation and cooling method thereof.

대형 영구 자석 기계의 용량 증가에 따라, 영구 자석 기계의 내부 손실도 그에 대응하여 증가하기 때문에, 영구 자석 기계의 온도 상승이 과도하게 되어, 영구 자석 기계의 안전하고 안정된 동작에 악영향을 미친다. 반경 방향의 전기 기계의 환기 및 냉각 또는 반경 방향 및 축 방향의 혼합된 환기 및 냉각이 대형 영구 자석 기계의 방열 능력 요건을 충족시킬 수 있지만, 대형 영구 자석 기계의 유효 재료 활용율은 방사형 환기 덕트의 존재로 인해 감소되고, 대형 영구 자석 기계의 무게와 비용이 증가될 수 있다.As the capacity of the large permanent magnet machine increases, the internal loss of the permanent magnet machine also increases correspondingly, so that the temperature rise of the permanent magnet machine becomes excessive, adversely affecting the safe and stable operation of the permanent magnet machine. Although the ventilation and cooling of the radial electric machine or the mixed radial and axial ventilation and cooling of the electrical machine can meet the heat dissipation capability requirements of the large permanent magnet machine, the effective material utilization rate of the large permanent magnet machine is determined by the presence of the radial ventilation duct And the weight and cost of the large permanent magnet machine can be increased.

전기 기계의 고정자, 전기 기계 및 그 환기 및 냉각 방법은 본원의 실시예에 따라 전기 기계를 효율적으로 냉각시키기 위해 제공된다.The stator of the electric machine, the electric machine and its ventilation and cooling method are provided for efficient cooling of the electric machine according to embodiments of the present application.

상기 목적을 실현하기 위해, 본 출원의 실시예들에 다음의 기술적 해결책들이 채택된다.In order to achieve the above object, the following technical solutions are adopted in the embodiments of the present application.

전기 기계용 고정자는 집중 권선들과, 인접한 집중 권선들 사이에 형성되는 갭 내에 제공되는 적어도 2개의 웨지를 포함하고, 적어도 2개의 웨지는 집중 권선 상에서 엇갈리게 배치되어 제1 환기 통로를 형성한다.The stator for the electric machine comprises concentrating windings and at least two wedges provided in a gap formed between adjacent concentrating windings and at least two wedges are staggered on the central winding to form a first ventilation passage.

전기 기계는 상술한 기술적 해결책의 고정자를 포함한다.The electrical machine includes a stator of the technical solution described above.

상술한 기술적 해결책에 따른 전기 기계를 통해 구현되는, 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법은, A ventilation and cooling method for an electric machine, implemented through an electric machine according to the above technical solution,

고정자를 고정하도록 구성되는 지지대에 의해 상기 전기 기계를 고압 영역과 저압 영역으로 분리하는 단계; 및Separating the electric machine into a high-pressure region and a low-pressure region by a support configured to fix the stator; And

적어도 2개의 웨지 사이의 갭에 의해 형성되는 제1 환기 통로를 통해 전기 기계를 냉각시키기 위해 파이프라인을 통해 고압 영역으로 차가운 공기를 유입시키고, 그 다음으로 차가운 공기를 저압 영역으로 유입시켜서 차가운 공기가 뜨거운 공기로 변하게 하는 단계를 포함한다.The cold air is introduced into the high pressure region through the pipeline to cool the electric machine through the first ventilation passage formed by the gap between the at least two wedges and then the cold air is introduced into the low pressure region, And turning it into hot air.

본 출원의 실시예에 따른 전기 기계용 고정자, 전기 기계, 및 전기 기계의 환기 및 냉각 방법에서, 2개의 인접한 집중 권선 사이에 형성되는 갭 내에 적어도 2개의 웨지가 배치되고, 적어도 2개의 웨지는 엇갈리게 배치되기 때문에, 제1 환기 통로의 길이가 연장되어, 그에 따라 집중 권선들을 효과적으로 냉각할 수 있으며, 전기 기계의 방열 능력을 더욱 향상시켜서, 전기 기계의 전력 밀도를 향상시키고, 전기 기계의 유효 재료 소비를 감소시킴으로써, 전기 기계의 무게 및 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 웨지들은 집중 권선의 원주 방향 이동을 방지할 수 있기 때문에, 집중 권선이 슬롯의 원주 방향으로 효과적으로 구속되게 하고, 슬롯들에서의 집중 권선의 원주 방향 전후 이동에 의한 집중 권선의 절연에 대한 손상을 장기간에 걸쳐서 회피함으로써, 전기 기계의 서비스 수명을 늘리고, 전기 기계의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In the ventilation and cooling method of an electric machine stator, an electric machine, and an electric machine according to an embodiment of the present application, at least two wedges are arranged in a gap formed between two adjacent concentrated windings, and at least two wedges are staggered The length of the first ventilation passage can be extended, thereby effectively cooling the concentrated windings, further improving the heat radiation ability of the electric machine, thereby improving the electric power density of the electric machine, The weight and cost of the electric machine can be reduced. Further, since the wedges can prevent the circumferential movement of the central winding, it is possible to effectively arrest the central winding in the circumferential direction of the slot and to prevent damage to the insulation of the central winding due to circumferential back and forth movement of the central winding in the slots It is possible to increase the service life of the electric machine and improve the reliability of the electric machine.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 정면도이다;
도 2는 도 1의 실시예에 따른 고정자의 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다;
도 3은 도 1의 실시예에 따른 제1 환기 통로의 개략도이다;
도 4는 본 출원의 다른 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 정면도이다;
도 5는 도 4의 실시예에 따른 고정자의 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다;
도 6은 본 출원의 또 다른 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 구조를 나타낸 사시도이다;
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 기계의 환기 및 냉각 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
참조 번호들:
11: 집중 권선,
12: 집중 권선,
13: 집중 권선,
20: 고정자 철심,
21: 고정자 철심의 제1 치부(tooth portion),
22: 고정자 철심의 제2 치부,
23: 고정자 철심의 제3 치부,
201: 슬롯 베이스의 요크부(yoke portion),
202: 슬롯 베이스의 요크부의 축 환기구,
203: 치부의 축 환기구;
3: 슬롯 웨지,
41: 웨지,
42: 웨지,
43: 웨지,
44: 웨지,
45: 웨지,
46: 웨지,
47: 웨지,
48: 웨지,
5: 회전자, 및
6: 지지대.1 is a front view of a stator for an electric machine according to an embodiment of the present application;
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of a stator according to the embodiment of FIG. 1; FIG.
Figure 3 is a schematic view of a first ventilation passage according to the embodiment of Figure 1;
4 is a front view of a stator for an electric machine according to another embodiment of the present application;
5 is a schematic perspective view showing the structure of the stator according to the embodiment of FIG. 4;
6 is a perspective view showing the structure of a stator for an electric machine according to another embodiment of the present application;
7 is a schematic flow chart illustrating a method of ventilating and cooling an electric machine according to an embodiment of the present application.
Reference numbers:
11: concentrated winding,
12: concentrated winding,
13: concentrated winding,
20: stator iron core,
21: a first tooth portion of the stator iron core,
22: second tooth portion of the stator iron core,
23: third tooth portion of the stator iron core,
201: a yoke portion of the slot base,
202: Axial vent of the yoke part of the slot base,
203: Axial vent of the teeth;
3: slot wedge,
41: wedge,
42: Wedge,
43: wedge,
44: Wedge,
45: wedge,
46: wedge,
47: wedge,
48: wedge,
5: Rotor, and
6: Supports.

본 출원의 실시예들에 따른 전기 기계용 고정자, 전기 기계, 및 이들의 환기 및 냉각 방법을 도면과 함께 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stator for an electric machine, an electric machine, and a ventilation and cooling method thereof according to embodiments of the present application will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 기계용 고정자를 나타내는 정면도이고; 도 2는 도 1의 실시예에 따른 고정자의 구조를 나타내는 개략적인 사시도이고; 도 3은 도 1의 실시예에 따른 제1 환기 통로를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 3개의 집중 권선(집중 권선(11), 집중 권선(12) 및 집중 권선(13))과, 집중 권선(11), 집중 권선(12) 및 집중 권선(13)에 대응하는 고정자 철심(20)은 집중 권선들에 대응하여 예시되어 있고, 고정자 철심(20)은 치부들(예를 들어, 고정자 철심의 제1 치부(21), 고정자 철심의 제2 치부(22), 및 고정자 철심의 제3 치부(23))을 갖는다. 집중 권선(11)과 집중 권선(12) 사이에 형성되는 갭에는 적어도 2개의 웨지가 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 웨지(41), 웨지(42), 및 웨지(43)는 집중 권선의 측면의 상부에 위치하고, 웨지(44), 웨지(45), 및 웨지(46)는 집중 권선의 하부에 위치하며, 웨지(41), 웨지(42), 웨지(43), 웨지(44), 웨지(45), 및 웨지(46)는 집중 권선(12)의 측면에 엇갈리게 배치되어, 제1 환기 통로를 형성한다. 제1 환기 통로는 웨지(41), 웨지(42), 웨지(43), 웨지(44), 웨지(45) 및 웨지(46)의 엇갈린 분포로 인해 만곡된 환기 통로를 형성한다. 본 출원의 실시예에 따른 제1 환기 통로는 업-다운 요동 형상(up-down fluctuated shape), 파동 형상(wave shape), 곡선 형상(curvilinear shape) 등일 수 있으며, 특정 형상은 집중 권선상의 웨지들의 위치에 의해 결정될 수 있다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 것이다. 따라서, 제1 환기 통로의 길이를 연장될 수 있는 한, 환기 통로의 형상은 본 출원의 실시예에 의해 한정되지 않는다. 또한, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 집중 권선(12)의 다른 측면상의 다른 적어도 2개의 웨지에 대응하는 갭에 의해 다른 환기 통로가 형성될 수 있으며(예를 들어, 웨지(47), 웨지(48)는 도 1의 집중 권선(12)의 또 다른 측면에 위치됨), 이것은 이하 본 출원의 실시예에서 상세히 설명되지 않는다는 점을 이해해야 한다.1 is a front view showing a stator for an electric machine according to an embodiment of the present application; FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of a stator according to the embodiment of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic view showing a first ventilation passage according to the embodiment of FIG. (Concentrated winding 11, concentrated winding 12 and concentrated winding 13), and concentrated winding 11, concentrated winding 12, and concentrated winding 13, as shown in Figs. 1 and 2, The stator core 20 corresponding to the stator core 13 is illustrated corresponding to the concentrated windings and the stator core 20 is formed by the teeth of the teeth (for example, the first teeth 21 of the stator core, (22), and a third tooth portion (23) of the stator core). At least two wedges are provided in the gap formed between the central winding 11 and the central winding 12. 3, the wedge 41, the wedge 42, and the wedge 43 are located on the upper side of the central winding, and the wedge 44, the wedge 45, And the wedge 41, the wedge 42, the wedge 43, the wedge 44, the wedge 45 and the wedge 46 are staggered on the side of the central winding 12, Thereby forming a first ventilation passage. The first ventilation passageway forms a curved ventilation passageway due to the staggered distribution of the wedges 41, wedges 42, wedges 43, wedges 44, wedges 45 and wedges 46. The first ventilation passage according to an embodiment of the present application can be an up-down fluctuated shape, a wave shape, a curvilinear shape, etc., It will be understood by those of ordinary skill in the art that the invention can be determined by the position. Therefore, as long as the length of the first ventilation passage can be extended, the shape of the ventilation passage is not limited by the embodiment of the present application. It will also be appreciated by those skilled in the art that other ventilation passages may be formed by gaps corresponding to other at least two wedges on the other side of the central winding 12 (e.g., wedges 47, (48 is located on the other side of the concentric winding 12 of Figure 1), it should be understood that this will not be discussed in detail in the presently filed embodiment.

본 출원의 실시예에 따른 전기 기계용 고정자에 있어서, 인접하는 집중 권선(11)과 집중 권선(12) 사이에 형성되는 갭 내에 적어도 2개의 웨지가 배열되는데, 그 이유는 적어도 2개의 웨지가 엇갈리게 배치되고, 제1 환기 통로의 길이가 연장되기 때문이며, 이에 따라 집중 권선(11)과 집중 권선(12)을 효과적으로 냉각할 수 있고, 또한 전기 기계의 방열 능력을 향상시키고, 전기 기계의 전력 밀도를 향상시키며, 전기 기계의 유효 재료 소비를 감소시킴으로써, 전기 기계의 무게 및 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 웨지들은 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)이 슬롯들의 원주 방향으로 이동하는 것을 방지하여, 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)이 원주 방향으로 효과적으로 구속되게 하고, 슬롯들에서의 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)의 원주 방향 전후 이동에 의한 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)의 절연에 대한 손상을 장기간에 걸쳐서 회피함으로써, 전기 기계의 서비스 수명을 늘리고, 전기 기계의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In the stator for an electric machine according to an embodiment of the present application, at least two wedges are arranged in a gap formed between the adjacent central windings 11 and the central windings 12 because at least two wedges are staggered And the length of the first ventilation passage is extended, thereby effectively cooling the concentrated winding 11 and the concentrated winding 12, and also improving the heat dissipation capability of the electric machine and improving the power density of the electric machine By reducing the effective material consumption of the electric machine, the weight and cost of the electric machine can be reduced. The wedges also prevent the central winding 11 and the central winding 12 from moving in the circumferential direction of the slots so that the central winding 11 and the central winding 12 are effectively restrained in the circumferential direction, The damage to the insulation of the concentrated winding 11 and the concentrated winding 12 due to the longitudinal movement of the concentrated winding 11 and the concentrated winding 12 in the circumferential direction is avoided over a long period of time, The reliability of the electric machine can be improved.

도 4는 본 출원의 다른 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 정면도이고, 도 5는 도 4에 나타낸 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 그리고 도 1 및 도 2의 실시예에 기초하여, 제1 치부(21), 제2 치부(22) 및 제3 치부(23)와, 슬롯 베이스(201)의 요크부에는 각각 축 환기구(202) 및 축 환기구(203)이 제공되고, 축 환기구(203)는 고정자 철심의 제3 치부(23) 내에 제2 환기 통로를 형성하고, 축 환기구(202)는 슬롯 베이스(201)의 요크부 내에 제3 환기 통로를 형성한다.FIG. 4 is a front view of a stator for an electric machine according to another embodiment of the present application, and FIG. 5 is a schematic perspective view showing the structure of a stator for an electric machine according to the embodiment shown in FIG. 4 and 5, and based on the embodiment of Figs. 1 and 2, the first tooth 21, the second tooth 22, and the third tooth 23, and the slot base 201, The shaft ventilation hole 203 and the shaft ventilation hole 203 are respectively provided in the yoke portion of the stator iron core and the shaft ventilation hole 202 is formed in the third tooth portion 23 of the stator iron core, Thereby forming a third ventilation passage in the yoke portion of the slot base 201. [

또한, 적어도 2개의 웨지의 각각의 사다리꼴 형상의 웨지는 절연 펠트로 둘러싸이고, 절연 펠트를 통해 2개의 인접한 집중 권선 사이의 갭에 고정된다. 적어도 2개의 웨지 각각에 절연 펠트를 둘러싸는 것에 의해, 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)의 절연이 보호될 수 있고, 또한 웨지는 고정자 철심(20)이 진공 압력 함침(Vacuum Pressure Impregnating, VPI로 약칭됨)을 통해 처리된 후 집중 권선과 통합하여 형성될 수 있으며, 또한 웨지들은 집중 권선(11)과 집중 권선(12) 사이에 효과적으로 고정될 수 있고, 고정자 철심(20)은 슬롯에 효과적으로 고정될 수 있다. 또한, 고정자 철심(20)의 제1 치부(21), 제2 치부(22) 및 제3 치부(23)는 평행 치형(parallel teeth)이며, 고정자 철심(20)에 대응하는 슬롯들 각각은 사다리꼴 형상의 슬롯이다. 집중 권선(11)과 집중 권선(12)이 각각의 사다리꼴 형상의 슬롯에 끼워진 후, 2개의 인접한 집중 권선 사이의 갭은 사다리꼴 형상의 갭을 형성한다.In addition, each trapezoidal wedge of at least two wedges is surrounded by an insulating felt and secured to the gap between two adjacent concentrated windings via an insulating felt. The insulation of the central winding 11 and the central winding 12 can be protected by enclosing the insulation felt in each of the at least two wedges and the wedge prevents the stator core 20 from being subjected to vacuum pressure impregnation, The wedges may be effectively fixed between the central winding 11 and the central winding 12 and the stator core 20 may be formed in the slot (not shown) Can be effectively fixed. The first tooth portion 21, the second tooth portion 22 and the third tooth portion 23 of the stator core 20 are parallel teeth and each of the slots corresponding to the stator core 20 has a trapezoidal shape Shaped slot. After the central winding 11 and the central winding 12 are fitted in respective trapezoidal slots, the gap between two adjacent central winding turns forms a trapezoidal gap.

또한, 적어도 2개의 웨지는 구체적으로 제1 웨지 그룹 및 제2 웨지 그룹을 포함하고, 제1 웨지 그룹 및 제2 웨지 그룹 각각은 적어도 하나의 웨지를 포함한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 웨지 그룹은 구체적으로 집중 권선(12)의 측면의 상부에 위치한 웨지(41), 웨지(42) 및 웨지(43)를 포함하고, 제2 웨지 그룹은 집중 권선(12)의 측면의 하부에 위치한 웨지(44), 웨지(45) 및 웨지(46)을 포함하며, 웨지들은 고정자의 축 방향을 따라 엇갈리게 배치된다. 또한, 웨지(41), 웨지(42), 웨지(43), 웨지(44), 웨지(45) 및 웨지(46) 각각은 사다리꼴 형상의 웨지로서 구체화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 인접한 2개의 집중 권선(11, 12) 사이의 갭은 사다리꼴 형상의 갭이기 때문에, 사다리꼴 형상의 웨지는 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)과 평면 접촉할 수 있고, 이 평면 접촉을 통해, 집중 권선(11) 및 집중 권선(12)에 가해지는 힘은 균일할 수 있다. 또한, 제1 환기 통로의 길이를 연장하기 위해서는, 사다리꼴 형상의 웨지의 높이를 사다리꼴 형상의 슬롯의 깊이의 절반보다 약간 크게 하거나 약간 작게 할 필요가 있다. 본 출원의 이 실시예에서 사다리꼴 형상의 슬롯의 깊이의 절반보다 약간 작거나 또는 약간 큰 정도는, 제1 환기 통로의 길이가 연장될 수 있는 조건의 범위를 지칭한다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이해해야 한다. 또한, 제1 환기 통로는 구체적으로 만곡된 형상(curved shape), 업-다운 요동 형상(up-down fluctuated shape), 파동 형상(wave shape), 또는 곡선 형상(curvilinear shape) 등일 수 있으며, 특정 형상은 제1 환기 통로의 길이가 연장될 수 있는 한, 본 출원의 실시예들에 의해 한정되지 않는다. 또한, 사다리꼴 형상의 웨지의 높이의 치수는 본 출원의 실시예에서 엄격하게 제한되지 않는다. 또한, 본 출원의 실시예에 따른 제1 웨지 그룹 및 제2 웨지 그룹에 포함되는 웨지의 개수는 위에서 열거된 개수에 제한되지 않는다. 대응하는 개수의 웨지는 전기 기계의 축 길이 및 실용적인 환기 요건에 따라 제공될 수 있는데, 예를 들어 제1 웨지 그룹 및 제2 웨지 그룹은 둘다 하나의 웨지만을 포함할 수 있다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이해해야 한다.In addition, the at least two wedges specifically include a first wedge group and a second wedge group, wherein each of the first wedge group and the second wedge group includes at least one wedge. 3, the first wedge group specifically includes a wedge 41, a wedge 42 and a wedge 43 located on the upper side of the central winding 12, A wedge 44, a wedge 45 and a wedge 46 located at a lower portion of the side surface of the stator 12, and the wedges are staggered along the axial direction of the stator. The wedge 41, the wedge 42, the wedge 43, the wedge 44, the wedge 45 and the wedge 46, respectively, may be embodied as a trapezoidal wedge. As described above, since the gap between the two adjacent concentrated windings 11 and 12 is a trapezoidal gap, the trapezoidal wedge can be brought into plane contact with the central winding 11 and the central winding 12, Through the planar contact, the forces applied to the central winding 11 and the central winding 12 can be uniform. Further, in order to extend the length of the first ventilation passage, the height of the wedge of the trapezoidal shape needs to be slightly larger or slightly smaller than half the depth of the slot of the trapezoidal shape. It will be appreciated by those skilled in the art that a degree of slightly less than or slightly greater than half the depth of the trapezoidal slot in this embodiment of the present application refers to the range of conditions under which the length of the first ventilation passage can be extended You should understand. Further, the first ventilation passage may be a curved shape, an up-down fluctuated shape, a wave shape, a curvilinear shape, or the like, and may have a specific shape Is not limited by the embodiments of the present application as long as the length of the first ventilation passage can be extended. Further, the dimension of the height of the trapezoidal wedge is not strictly limited in the embodiment of the present application. Further, the number of wedges included in the first wedge group and the second wedge group according to the embodiment of the present application is not limited to the above-mentioned number. It will be appreciated that a corresponding number of wedges may be provided in accordance with the axial length of the electrical machine and the practical ventilation requirements, for example, that the first wedge group and the second wedge group may both include only one wedge. If you are an engineer, you should understand.

대안적으로, 집중 권선(12)의 권선들 사이의 갭에서 전체 상부에 제1 웨지 그룹(예를 들어, 웨지(41), 웨지(42), 웨지(43), 이들은 상부 웨지라고 칭함)만이 제공되거나, 집중 권선(12)의 권선들 사이의 갭에서 전체 하부에 제2 웨지 그룹(예를 들어, 웨지(44), 웨지(45), 웨지(46), 이들은 하부 웨지라고 칭함)만이 제공되고, 그래서, 권선들 사이의 갭에서 전체 상부 또는 전체 하부에 의해 환기 통로가 형성된다. 대안적으로, 하나의 상부 웨지와 하나의 하부 웨지는 집중 권선의 2개의 단부의 갭 각각에만 끼워지거나, 단지 하나의 상부 웨지 또는 하나의 하부 웨지만이 집중 권선의 2개의 단부의 갭 각각에 끼워지며, 제1 환기 통로는 웨지들 사이에 일정한 갭이 존재하는 한 형성될 수 있다. 웨지들의 특정 분포는 본 출원에 따른 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이해해야 한다. 대안적으로, 집중 권선(12)의 권선들 사이의 갭의 중앙부에 적어도 2개의 웨지가 끼워지기 때문에, 갭에 2개의 업-다운 환기 통로가 형성되고, 환기 통로의 개수를 늘림으로써, 집중 권선은 완전히 냉각될 수 있다.Alternatively, only a first group of wedges (e.g., wedge 41, wedge 42, wedge 43, referred to as the upper wedge) may be provided on the entire upper portion in the gap between the windings of the central winding 12 Or only a second group of wedges (e.g., wedge 44, wedge 45, wedge 46, referred to as lower wedge) is provided on the entire lower portion in the gap between the windings of concentrating winding 12 So that a ventilation passage is formed by the entire upper portion or the entire lower portion in the gap between the windings. Alternatively, one upper wedge and one lower wedge may be fitted only in each of the two end gaps of the convergent winding, or only one upper wedge or one lower wedge may fit into each of the two end gaps of the convergent winding And the first ventilation passage may be formed as long as a certain gap exists between the wedges. It should be understood by those of ordinary skill in the art that the particular distribution of wedges is not limited by the embodiments according to the present application. Alternatively, since at least two wedges are fitted in the center of the gap between the windings of the central winding 12, two up-down ventilation passages are formed in the gap, and by increasing the number of ventilation passages, Can be completely cooled.

또한, 도 3을 다시 참조하면, 집중 권선(11)과 집중 권선(12) 사이에 형성되는 갭에 슬롯 웨지(3)가 추가로 제공된다. 도 3의 제1 환기 통로에 기초하여, 회전자(5)와 슬롯 웨지(3) 사이에 에어 갭이 형성되고, 이 에어 갭에 의해 제4 환기 통로가 형성된다.3, a slot wedge 3 is additionally provided in the gap formed between the central winding 11 and the central winding 12. [ 3, an air gap is formed between the rotor 5 and the slot wedge 3, and a fourth ventilation passage is formed by the air gap.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 기계용 고정자의 구조를 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 도 1 내지 도 5에 나타낸 실시예들에 기초하여, 고정자는 고정자 철심(20)을 지지하는 지지대(6)를 더 포함하고, 지지대(6)는 전기 기계의 내부 공동을 고압 영역과 저압 영역으로 분리한다. 구체적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 회전자(5)의 우측은 휠 허브측이고, 좌측은 전기 기계실측이고, 고정자 지지대(6)는 전기 기계의 내부 공동을 고압 영역(휠 허브측)과 저압 영역(전기 기계실측)으로 분리하기 때문에, 휠 허브측으로부터 전기 기계실측까지 제1 환기 통로, 제2 환기 통로, 제3 환기 통로 및 제4 환기 통로가 있다. 대안적으로, 전기 기계실측이 고압 영역이고, 휠 허브측이 저압 영역인 경우, 전기 기계의 내부 공동 내의 환기 통로들은 도 3에 표시된 흐름 방향의 반대 방향을 가질 수 있다.6 is a schematic perspective view showing the structure of a stator for an electric machine according to another embodiment of the present invention. 6, the stator further comprises a support base 6 for supporting the stator core 20, and the support base 6 is connected to the inner joint of the electric machine Into a high-pressure region and a low-pressure region. 6, the right side of the rotor 5 is on the wheel hub side, the left side is the electromechanical side, and the stator supports 6 are connected to the high pressure region (wheel hub side) The second ventilation passage, the third ventilation passage, and the fourth ventilation passage from the wheel hub side to the electric machine room side. Alternatively, when the electric machine room side is a high pressure area and the wheel hub side is a low pressure area, the ventilation passages in the internal cavity of the electric machine may have an opposite direction to the flow direction shown in Fig.

본 출원의 실시예에 따른 전기 기계가 추가로 제공되며, 전기 기계는 도 1 내지 도 6의 실시예들에서 전기 기계용 고정자를 포함한다. 또한, 전기 기계는 풍력 발전기를 포함할 수 있다.An electric machine according to an embodiment of the present application is additionally provided, wherein the electric machine comprises a stator for an electric machine in the embodiments of Figs. 1-6. The electric machine may also include a wind power generator.

도 7은 본 출원의 실시예에 따른 전기 기계의 환기 및 냉각 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다. 본 출원의 이 실시예에 따른 환기 및 냉각 방법은 상기 실시예들에 따른 전기 기계를 통해 구현될 수 있다. 도 7에 나타낸된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전기 기계의 환기 및 냉각 방법은 단계들 701 내지 702를 포함한다.7 is a schematic flow chart showing a method of ventilating and cooling an electric machine according to an embodiment of the present application. The ventilation and cooling method according to this embodiment of the present application can be implemented through the electric machine according to the above embodiments. As shown in FIG. 7, the electrical machine ventilation and cooling method according to the embodiment of the present application includes steps 701 to 702. [

단계 701에서, 전기 기계는 고정자를 고정하도록 구성되는 지지대에 의해 고압 영역과 저압 영역으로 분리된다.In step 701, the electric machine is separated into a high pressure area and a low pressure area by a support configured to fix the stator.

단계 702에서, 차가운 공기는 파이프라인들을 통해 고압 영역으로 유입되고, 적어도 2개의 웨지 사이의 갭에 의해 형성되는 제1 환기 통로를 통해 전기 기계를 냉각시키고, 그 다음으로 저압 영역으로 유입되어 뜨거운 공기로 변하게 된다.In step 702, the cool air is introduced into the high pressure region through the pipelines, and the electric machine is cooled through the first ventilation passage formed by the gap between the at least two wedges, and then flows into the low pressure region, .

본 출원의 이 실시예에 따른 환기 및 냉각 방법에 있어서, 제1 환기 통로는 인접한 2개의 집중 권선에 의해 형성되는 갭 내의 적어도 2개의 웨지로 형성되고, 제1 환기 통로의 길이는 연장되기 때문에, 집중 권선을 효율적으로 냉각할 수 있고, 또한 전기 기계의 방열 능력을 향상시키고, 전기 기계의 전력 밀도를 향상시키며, 전기 기계의 유효 재료 소비를 감소시킴으로써, 전기 기계의 무게 및 비용을 감소시킬 수 있다. In the ventilation and cooling method according to this embodiment of the present application, since the first ventilation passage is formed by at least two wedges in the gap formed by the two adjacent concentrated windings, and the length of the first ventilation passage is extended, The weight and cost of the electric machine can be reduced by efficiently cooling the concentrated winding, improving the heat dissipation capability of the electric machine, improving the electric power density of the electric machine, and reducing the effective material consumption of the electric machine .

또한, 도 7의 실시예에 기초하여, 차가운 공기는 치부에 형성되는 제2 환기 통로와 슬롯 베이스의 요크부에 형성되는 제3 환기 통로를 통해 전기 기계를 냉각하고, 그 다음으로 저압 영역에 유입되어 뜨거운 공기로 변한다.On the basis of the embodiment of Fig. 7, the cold air cools the electric machine through the second ventilation passage formed in the teeth and the third ventilation passage formed in the yoke portion of the slot base, and then flows into the low- And becomes hot air.

또한, 도 7의 실시예에 기초하여, 차가운 공기는 또한 회전자와 고정자 철심 사이의 에어 갭에 의해 형성되는 제4 환기 통로를 통해 전기 기계를 냉각할 수 있으며, 그 다음으로 저압 영역에 유입되어 뜨거운 공기로 변한다.Further, based on the embodiment of Fig. 7, the cold air can also cool the electric machine through the fourth ventilation passage formed by the air gap between the rotor and the stator iron core, and then flows into the low-pressure region It turns into hot air.

또한, 도 7의 실시예에 기초하여, 환기 및 냉각 방법은,Further, based on the embodiment of Fig. 7,

뜨거운 공기를 파이프라인을 통해 전기 기계의 전기 기계실의 냉각 시스템에 유입시켜서 뜨거운 공기를 냉각시킨 다음, 냉각된 공기를 전기 기계의 내부로 복귀시켜 내부 순환 공기 통로를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further comprise the step of introducing hot air into the cooling system of the electrical machine room of the electric machine through the pipeline to cool the hot air and then returning the cooled air to the interior of the electric machine to form an internal circulating air passage .

또한, 도 7의 실시예에 기초하여, 환기 및 냉각 방법은,Further, based on the embodiment of Fig. 7,

전기 기계의 전기 기계실 외부의 차가운 공기를 파이프라인을 통해 전 기 기계의 전기 기계실의 냉각 시스템에 유입시키고, 전기 기계실의 냉각 시스템을 통해 내부 순환 공기 통로의 뜨거운 공기를 냉각하고나서, 뜨거운 공기는 전기 기계실 밖으로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The cold air outside the electrical machine room of the electric machine is introduced into the cooling system of the electrical machine room of the electric machine through the pipeline and the hot air of the internal circulating air passage is cooled through the cooling system of the electric machine room, And discharging it out of the machine room.

결론적으로, 각각의 슬롯의 집중 권선 주위 또는 중앙에 환기 통로를 제공함으로써, 본 출원의 실시예들은 축 환기 및 냉각 기술이 종래 기술에서의 전기 기계의 방열 능력 요건을 충족시킬 수 없다는 기술적인 문제를 다룬다. 게다가, 차가운 공기는 파이프라인를 통해 전기 기계 내부의 고압 영역으로 유입되고, 차가운 공기는 회전자와 고정자 철심 사이의 슬롯의 환기 및 냉각 통로(제1 환기 통로), 치부의 환기 및 냉각 통로(제2 환기 통로), 슬롯 베이스의 요크부의 환기 및 냉각 통로(제3 환기 통로), 및 에어 갭의 환기 및 냉각 통로(제4 환기 통로)를 통해 전기 기계를 냉각시키고, 그 다음으로 저압 영역에 유입되어 뜨거운 공기로 변하게 되고, 그 다음으로 뜨거운 공기는 전기 기계실 내의 냉각 시스템으로 유입되어 냉각되고 전기 기계의 내부로 복귀하기 때문에, 완벽한 내부 순환 공기 통로를 형성하여 전기 기계(집중 권선들)의 가열 소스를 효과적으로 냉각한다. 수냉 시스템, 및 개방 방사형 강제 환기 및 냉각에 비해, 본 출원의 실시예들에 따른 전기 기계의 신뢰성이 더 높을 수 있기 때문에, 대형 영구 자석 기계의 방열 능력 요건을 더욱 충족시킬 수있다.Consequently, by providing ventilation passages around or in the center of the concentric winding of each slot, the embodiments of the present application have the technical problem that the axial ventilation and cooling technology can not meet the heat dissipation capability requirements of the electric machine in the prior art It deals. In addition, the cold air flows into the high-pressure region inside the electric machine through the pipeline, and the cold air flows through the ventilation and cooling passages (first ventilation passage) of the slots between the rotor and the stator iron core, (Third ventilation passage) of the slot base, the ventilation and cooling passage (third ventilation passage) of the slot base, and the ventilation and cooling passage (fourth ventilation passage) of the air gap, and then flows into the low- Since hot air then turns into a cooling system in the electrical machine room and then cools down and returns to the interior of the machine, it forms a complete internal circulating air passage, so that the heating source of the electric machine It effectively cools. The heat dissipation capability requirements of the large permanent magnet machine can be further satisfied because the reliability of the electric machine according to the embodiments of the present application can be higher compared to the water cooling system and the open radial forced ventilation and cooling.

상술된 실시예들은 본 출원의 특정 실시예들일 뿐이며, 본 출원의 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 본 출원의 기술적 범위 내에서 변형 또는 치환을 하는 것이 명백하며, 이러한 변형 또는 치환은 또한 본 출원의 범위에 속하는 것으로 간주된다. 따라서, 본 출원의 범위는 청구항들에 의해 정의된다. The above-described embodiments are merely specific embodiments of the present application and should not be construed as limiting the scope of protection of the present application. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that modifications or substitutions are made within the scope of the present application and such variations or substitutions are also considered to be within the scope of the present application. Accordingly, the scope of the present application is defined by the claims.

Claims (16)

전기 기계용 고정자로서,
집중 권선들 및 상기 집중 권선들 중 인접한 집중 권선들 사이에 형성되는 갭 내에 제공되는 적어도 2개의 웨지를 포함하고,
상기 적어도 2개의 웨지는 인접한 상기 집중 권선들 사이에서 축 방향을 따라 엇갈리게 배치되어 제1 환기 통로를 형성하는 고정자.As an electric machine stator,
And at least two wedges provided in gaps formed between the concentrating windings and the adjacent concentrating windings of the concentrating windings,
Said at least two wedges being staggered axially between adjacent concentric windings to form a first ventilation passageway. 제1항에 있어서,
상기 고정자의 철심의 치부(tooth portion)는 평행 치형이고, 상기 고정자의 철심에 대응하는 각각의 슬롯은 사다리꼴 형상의 슬롯인 고정자.The method according to claim 1,
Wherein a tooth portion of the iron core of the stator is a parallel tooth type and each slot corresponding to an iron core of the stator is a slot of a trapezoidal shape. 제2항에 있어서,
상기 적어도 2개의 웨지는 제1 웨지 그룹 및 제2 웨지 그룹을 포함하고, 상기 제1 웨지 그룹 및 상기 제2 웨지 그룹은 상기 고정자의 축 방향으로 엇갈리게 배치되는 고정자.3. The method of claim 2,
Wherein said at least two wedges comprise a first wedge group and a second wedge group, said first wedge group and said second wedge group being staggered in the axial direction of said stator. 제3항에 있어서,
상기 제1 웨지 그룹 및 상기 제2 웨지 그룹 내의 각각의 웨지들은 사다리꼴 형상이고, 상기 사다리꼴 형상의 웨지들은 상기 집중 권선들과 평면 접촉하는 고정자.The method of claim 3,
Wherein each of the wedges in the first wedge group and the second wedge group has a trapezoidal shape and the trapezoidal wedges are in plane contact with the concentric windings. 제4항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상의 웨지의 높이는 상기 사다리꼴 형상의 슬롯의 깊이의 절반보다 크거나 또는 작은 고정자.5. The method of claim 4,
Wherein the height of the trapezoidal wedge is greater than or less than half the depth of the trapezoidal slot. 제1항에 있어서,
치부들 중 적어도 하나와 상기 고정자의 철심의 슬롯 베이스의 요크부(yoke portion)에는 각각 축 환기구가 제공되며, 상기 치부들 중 적어도 하나 내의 상기 축 환기구는 상기 치부에 제2 환기 통로를 형성하고, 슬롯 베이스의 상기 요크부 내의 상기 축 환기구는 슬롯 베이스의 상기 요크부에 제3 환기 통로를 형성하는 고정자.The method according to claim 1,
At least one of the teeth and an yoke portion of the slot base of the iron core of the stator are each provided with an axial vent, the axial vent in at least one of the teeth forming a second vent path in the tooth, And the axial vent in the yoke portion of the slot base forms a third ventilation passage in the yoke portion of the slot base. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 2개의 웨지 각각을 절연 펠트(insulation felt)로 둘러싸고, 상기 절연 펠트를 진공 압력 함침(vacuum pressure impregnating)에 의해 처리하여, 상기 적어도 2개의 웨지와 상기 집중 권선들을 일체형으로 형성하는 고정자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein each of said at least two wedges is surrounded by an insulation felt and said insulation felt is treated by vacuum pressure impregnation to form said at least two wedges and said concentrated winding integrally. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정자는 상기 고정자를 지지하기 위한 지지대(support)를 더 포함하고, 상기 지지대는 상기 전기 기계의 내부 공동을 고압 영역과 저압 영역으로 분리하는 고정자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The stator further comprises a support for supporting the stator, the support separating the inner cavity of the electric machine into a high-pressure region and a low-pressure region. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 갭을 가교하는(bridge) 슬롯 웨지가 더 제공되고, 상기 슬롯 웨지와 회전자 사이에 에어 갭이 형성되고, 상기 에어 갭에 의해 제4 환기 통로가 형성되는 고정자.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein a slot wedge bridging the gap is further provided, an air gap is formed between the slot wedge and the rotor, and a fourth ventilation passage is formed by the air gap. 전기 기계로서,
상기 전기 기계는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 고정자를 포함하는 전기 기계.As an electric machine,
The electric machine includes the stator according to any one of claims 1 to 6. 제10항에 있어서,
상기 전기 기계는 풍력 발전기를 포함하는 전기 기계.11. The method of claim 10,
Wherein the electric machine comprises a wind power generator. 제10항에 따른 전기 기계에 의해 구현되는, 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법으로서,
상기 고정자를 고정하도록 구성되는 지지대에 의해 상기 전기 기계를 고압 영역과 저압 영역으로 분리하는 단계; 및
상기 적어도 2개의 웨지 사이의 갭에 의해 형성되는 상기 제1 환기 통로를 통해 상기 전기 기계를 냉각시키기 위해 파이프라인을 통해 상기 고압 영역으로 차가운 공기를 유입시키고, 그 다음으로 상기 차가운 공기를 상기 저압 영역으로 유입시켜서 상기 차가운 공기가 뜨거운 공기로 변하게 하는 단계
를 포함하는 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법.A ventilation and cooling method for an electric machine, embodied by an electric machine according to claim 10,
Separating the electric machine into a high-pressure region and a low-pressure region by a support configured to fix the stator; And
The cold air is introduced into the high pressure region through the pipeline to cool the electric machine through the first ventilation passage formed by the gap between the at least two wedges, So as to convert the cold air into hot air
Wherein the ventilation and cooling method is for ventilation and cooling for an electric machine. 제12항에 있어서,
상기 환기 및 냉각 방법은, 상기 고정자의 치부에 형성되는 제2 환기 통로와 상기 고정자의 슬롯 베이스의 상기 요크부에 형성되는 제3 환기 통로를 통해 상기 전기 기계를 냉각하고, 그 다음으로 상기 저압 영역에 상기 차가운 공기를 유입시켜서 상기 차가운 공기를 뜨거운 공기로 변하게 하는 단계를 더 포함하는 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법.13. The method of claim 12,
The ventilation and cooling method is characterized by cooling the electric machine through a second ventilation passage formed in the teeth of the stator and a third ventilation passage formed in the yoke portion of the slot base of the stator, Further comprising the step of introducing said cold air into hot air to convert said cold air into hot air. 제12항에 있어서,
상기 차가운 공기는 회전자와 상기 고정자의 철심 사이의 에어 갭에 의해 형성되는 제4 환기 통로를 통해 전기 기계를 냉각시키고, 그 다음으로 상기 저압 영역으로 유입되어 뜨거운 공기로 변하게 되는 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the cold air cools the electric machine through a fourth ventilation passage formed by an air gap between the rotor and the iron core of the stator and then flows into the low pressure region to be converted into hot air, And cooling method. 제12항에 있어서,
상기 환기 및 냉각 방법은,
상기 뜨거운 공기를 파이프라인을 통해 전기 기계의 전기 기계실의 냉각 시스템으로 유입시켜서 상기 뜨거운 공기를 냉각시키고, 그 다음으로 냉각된 공기를 상기 전기 기계의 내부로 복귀시켜서, 내부 순환 공기 통로를 형성하는 단계
를 더 포함하는 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법.13. The method of claim 12,
The ventilation and cooling method includes:
Introducing the hot air into the cooling system of the electrical machine room of the electric machine through a pipeline to cool the hot air and then returning the cooled air to the interior of the electric machine to form an internal circulating air passage
Further comprising the steps < RTI ID = 0.0 > of: < / RTI > 제15항에 있어서,
상기 환기 및 냉각 방법은,
상기 전기 기계의 전기 기계실 외부의 차가운 공기를 상기 전기 기계실의 냉각 시스템내에 유입시키는 단계, 및
상기 전기 기계실의 냉각 시스템을 통해 상기 내부 순환 공기 통로 내의 상기 뜨거운 공기를 냉각시키고, 그 다음으로 상기 뜨거운 공기를 상기 전기 기계실 밖으로 배출시키는 단계
를 더 포함하는 전기 기계를 위한 환기 및 냉각 방법.16. The method of claim 15,
The ventilation and cooling method includes:
Introducing cold air outside the electrical machine room of the electric machine into the cooling system of the electric machine room; and
Cooling the hot air in the inner circulating air passage through a cooling system of the electrical machine room, and then discharging the hot air out of the electric machine room
Further comprising the steps < RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >
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